【正文】 工的核心計算機(jī)輔助設(shè)計（ CAD/CAM）和 UG 三維造型軟件。 現(xiàn)代 科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓零件日趨復(fù)雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展，沖壓制造難度日益增大。模具制造技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。鞏固和擴(kuò)展自己所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識，綜合運(yùn)用所學(xué)知識培養(yǎng)自己的技能分析和解決實(shí)際問題的能力，初步形成融技術(shù)、管理于一體的大工程意識，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力；培養(yǎng)正確的設(shè)計和研究思想、理論 聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；進(jìn)一步訓(xùn)練和提高課題方案設(shè)計、資料查閱、理論計算、計算機(jī)使用、文字表達(dá)等方面的能力和技巧；通過本次設(shè)計能夠進(jìn)一步深入的掌握沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)。 生產(chǎn)批量：大批量 材料： Q235 毛坯精度： IT12 (1)材料分析：該沖裁件的材料 Q235，具有較高的強(qiáng)度、硬度，適合要求較高的零件 ,可進(jìn)行沖裁、彎曲 。 (3)尺寸精度 ： 根據(jù) 零件圖 和查表可知制件高度為 160 ， 工件內(nèi)壁尺寸為 490 ， 外輪廓寬度尺寸為 200 ， 孔尺寸為 φ 9+ 0， 導(dǎo)圓角尺寸為 R2+ 0， 屬于 IT12 級，精度等級不是很高，對于一般沖壓均能滿足要求 。 結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 4 第三章 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 沖裁工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案： (1)落料 —— 彎曲 —— 沖孔；單工序模沖壓。 (3)沖孔 —— 落料 —— 彎曲；復(fù)合模沖壓。 方案 (1)、 (2)屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi) 完成一個沖壓工序的沖裁模。 方案 (3)屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)到?jīng)_壓工序的模具。采用級進(jìn)模生產(chǎn)：效率高、操作安全、模具壽命長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高。 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用 連續(xù) 沖壓，所以模具類型為 級進(jìn)模 。由于毛坯選擇的是條料，零件的精度較高，所以可以采用擋料銷進(jìn)行送料方向的定位，采用導(dǎo)料 板 進(jìn)行垂優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 5 直方向的導(dǎo)料。常用于較 硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。 導(dǎo)向方式的選擇 方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。由于前面和左、右不受 限制，送料和操作比較方便。但是不能使用浮動模柄。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。只能一個方向送料。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，并能滿足工 件成型的要求。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 6 第四章 模具設(shè)計工藝計算 計算毛坯尺寸 相對彎曲半徑為： R/t=2/2=1 式中 R— 彎曲半徑（ mm） t— 材料厚度（ mm） 由于相對彎曲半徑大于 ，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先求變形區(qū)中性層曲率半徑 β（ mm）。 在圖 41 中： L0=2L1+L2+2L3 L1=12 L2=44 3=π/2(R+KT) =(2+2) = 所以 ： L0=212+44+ =(取 ） 根據(jù)計算得：工件的展開尺寸為 20,如圖 42 所示。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。因此有下列三種方案： 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。 方案二： 少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響。 由于設(shè)計的零件是矩形零件， 中間沖一圓孔， 且 制件精度要求不 高所以采用少 廢料排樣。 送料步距為： h=D+a1 =+0 = 一個步距內(nèi)的材料利用率為： 11n =(nf/Bh)100% =（ 1） 100% =% 縱 裁時的條料數(shù)為： 1n =800/B =800/20 =40 因此， 縱 裁時條料可沖 40 條。 板料可沖總件數(shù)為： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 10 1n + 2n =4026=1040（ 件 ） 板料利用率為： 12n =(nF /8001000)100% =（ 10402021） 100% =% 橫 裁時的條料數(shù)為： 1n =2021/B =2021/20 =100 因此， 橫 裁時可沖 100 條。 板料可沖總件數(shù)為： 1n 2n =10010=1000（件） 板料利用率為 ： 12n =(n F/8001000)100% =（ 10002021） 100% =% n 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫出排樣圖。當(dāng)然查不到抗剪強(qiáng)度 γ時，可以用抗拉強(qiáng)度 bδ 代替 τ，而取pK = 的近似計算法計算。 表 51 常見優(yōu)質(zhì)碳素鋼力學(xué)性能表 材料名稱 牌號 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 伸長 率 屈服強(qiáng)度 電工用純鐵 C＜ DT DT DT3 已退火 180 230 26 — 普通碳素鋼 Q235 未退火 310～ 380 380～ 470 21～25 240 鋁 L L L5 已退火 80 75～ 110 25 50～ 80 冷作硬化 100 120～ 150 4 — 優(yōu)質(zhì)碳素 45 已退火 440～ 560 550～ 700 16 360 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 13 結(jié)構(gòu)鋼 總沖裁力、卸料力、推料力、彎曲力和總沖壓力 由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式。 計算 總沖裁力 pF = 1F + 2F 公式 （ 52） 式中 ： F1—落料時的沖裁力； F2—沖孔的沖裁力。xK =～ ，取 39。 查表 52 得 tK =。實(shí)際中常用經(jīng)驗方式進(jìn) 行概略計算，以作為彎曲工藝設(shè)計和選擇沖壓設(shè)備的理論。 根據(jù) 公式 55 得： uF = / 2 bKBt (r+t) =2 220450/（ 2+2） 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 16 = 對于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的 30%～80%。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 17 第六章 模具壓力中心的確定與計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。否則，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 (2)工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。 X0=L1X1+L2X2+……+LnXn/ （ L1+L2+……+Ln ） 公式 （ 61） Y0=L1Y1+L2Y2+……+LnYn/ （ L1+L2+……+Ln ） 公式 （ 62） 圖 61 壓力中心 按比例畫出凸模刃口的輪廓形狀，選坐標(biāo) XOY。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 18 表 61 落料件的壓力中心計算數(shù)據(jù) 線 （ mm） 力壓中心位置 壓力中心坐標(biāo) x Y L1= L2= L3=20 L4= L5= L6=20 L7= C1= = C2= = C3= 20=10 C4= = C5= = C6= 20=10 C7= = 0 0 0 1 1 21 21 21 1 落料凸模的壓力中心坐標(biāo)： Xn=L1X1+L2X2+……LnXn/L 1+L2+……Ln =（ 0++20+…… ） /（ +……+ ） =0 Yn= L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln =（ 1+1+2021…… +） /（ +……+2 ） = 所以求得模具壓力中心的坐標(biāo)值為（ 0, ），由于該模具為連續(xù)模，根據(jù)制件沖裁、排樣等綜合分析將壓力中心坐標(biāo)值取在（ 12,）。所需的沖裁力越小 、 模具壽命越高，但是分別從質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定出來的合理間隙并不是同一個數(shù)值，它們知識彼此相近。考慮到模具在使用過程中的磨損會造成間值的增大的情況，所以設(shè)計和制造新模具的時候采用最小合理間隙 Cmin。沖裁過程中，凸模與被沖件的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦力，而間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。所以沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 表 71 沖裁模初始用間隙 2C（ mm ） 材料 厚度 0 3 09Mn、 Q235 16Mn 50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于 極小間隙 注：沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙取 08 鋼的 25%。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。 (2)在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 由此在決定模具刃口尺寸 及其制造公差時需要考慮以下原則： (1)落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。 (2)考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料凹模時，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凹模基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。如果對刃口精度要求過高（即制造 公差過?。瑫鼓＞咧圃炖щy，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會降低模具的壽命。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按 “入體原則 ”標(biāo)注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。 分開加工 法，分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求 （凸模 δp 與凹模 dδ ） 。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmax，必須滿足下列條件： pδ + dδ ≤2Cmax2Cmin 或取 pδ =(2Cmax2Cmin) dδ =(2Cmax2Cmin) 也就是